La première création réussie d'un arbre multicolore brillant dans l'obscurité

Des plantes capables d'émettre suffisamment de lumière pour voir clairement sur une route sombre peuvent sembler tout droit sorties d'un roman de science- fiction ou d'une légende. Pourtant, des scientifiques américains ont bel et bien créé une plante qui émet une faible lumière verte. Cette plante est même commercialisée.

Récemment, un groupe de chercheurs chinois est allé encore plus loin en annonçant avoir créé des plantes capables d'émettre une lumière multicolore, avec la plus grande intensité lumineuse jamais atteinte.

« Imaginez un monde comme dans le film Avatar, où des arbres lumineux illuminent tout l'écosystème », explique Shuting Liu, biologiste et maître de conférences à l'Université agricole de Chine du Sud à Guangzhou, co-auteure de l'étude publiée le 27 août dans la revue Matter. « Nous voulons concrétiser cette vision grâce à des matériaux déjà facilement disponibles en laboratoire. Imaginez un jour où les arbres lumineux pourraient remplacer l'éclairage public. »

Pour créer cette plante lumineuse, Liu et ses collègues ont injecté des nanoparticules d'aluminate de strontium dans les tiges d'Echeveria mebina. L'aluminate de strontium est un matériau couramment utilisé dans les jouets lumineux. Il a la propriété d'absorber la lumière puis de la restituer progressivement.

La méthode employée par les scientifiques chinois est totalement différente de la technique d'édition génique mise au point par un groupe de recherche du Massachusetts Institute of Technology (MIT - États-Unis).

En injectant des nanoparticules dans les plantes plutôt qu'en les modifiant génétiquement, l'équipe a réussi à créer des plantes qui émettent une lumière de différentes couleurs, notamment rouge, bleue et verte. Lors d'expériences précédentes, la lumière émise par les plantes était uniquement verte, en raison de leurs propriétés naturelles.

« La modification génétique est une approche intéressante », a déclaré Liu à CNN, « mais nous nous sommes inspirés de certains matériaux inorganiques qui se chargent de lumière et émettent progressivement de la lumière. Des tentatives antérieures de création de plantes lumineuses ont également été menées, ouvrant la voie à l’éclairage végétal, voire à la fabrication de lampadaires végétaux. Notre objectif est donc d’intégrer des matériaux luminescents multicolores aux plantes afin de stocker la lumière sur une longue durée. Cela permet également de s’affranchir des limitations liées à la couleur et d’offrir un moyen de stocker et d’émettre de la lumière indépendamment de la photosynthèse. »

L'équipe a démontré le potentiel de ses nouvelles recherches en construisant un mur composé de 56 plantes succulentes. La lumière qu'elles émettaient était suffisamment intense pour permettre de distinguer clairement des lettres, des images et même les silhouettes de personnes se tenant à environ 10 cm des plantes.

Après avoir reçu une injection d'aluminate de strontium et avoir été exposée au soleil pendant quelques minutes, la plante peut briller pendant deux heures. Bien que la lumière s'atténue avec le temps, la plante peut se recharger plusieurs fois grâce à l'exposition au soleil. Liu a indiqué que l'effet de l'injection d'aluminate de strontium est très durable. Vingt-cinq jours après l'injection, les feuilles succulentes brillaient encore sous l'effet des rayons ultraviolets, même après avoir fané.

Cette plante grasse brille intensément dans l'obscurité, suffisamment pour éclairer les personnes à proximité. (Source : CNN)

Pour pallier le risque de décomposition de l'aluminate de strontium et ses effets néfastes sur les plantes, l'équipe a mis au point un revêtement chimique qui enrobe le matériau. Dans une autre étude publiée dans la revue Nature Biotechnology, les scientifiques ont également démontré que l'insertion de données génétiques de champignons bioluminescents dans les plantes les rend extrêmement lumineuses, ouvrant ainsi la voie à la création d'un système d'éclairage durable et performant.

L'utilisation des arbres pour l'éclairage ne fait cependant pas l'unanimité. « J'apprécie ces recherches. Elles sont intéressantes. Mais je pense que cela dépasse nos capacités actuelles, et est probablement trop ambitieux pour les arbres », a déclaré le professeur John Carr, spécialiste en sciences végétales à l'université de Cambridge, au Royaume-Uni. « De plus, étant donné que les arbres n'émettent qu'une quantité d'énergie limitée, je ne pense pas qu'ils remplaceront l'éclairage public dans un avenir proche. »

Liu a lui-même admis que les plantes lumineuses créées par son équipe sont « encore loin d'atteindre un véritable potentiel d'éclairage », car l'intensité de leur luminescence est trop faible pour des applications pratiques. Par ailleurs, l'équipe poursuit l'évaluation de l'innocuité de ces particules lumineuses au contact des plantes vertes et des animaux.

Pour l'instant, elle estime que l'arbre lumineux qu'elle vient de créer ne convient qu'à la décoration ou comme veilleuse artistique. Mais Liu espère à l'avenir intensifier la lumière et répondre aux préoccupations en matière de sécurité afin de créer de magnifiques jardins illuminés par la lumière naturelle.

Dans la nature, la science n'a pas encore découvert de plantes vertes supérieures capables de briller comme celles décrites dans le film Avatar. Le phénomène des « arbres lumineux », que l'on observe parfois en forêt ou sur du bois pourri, est souvent dû à des organismes vivant en symbiose ou en parasitisme avec ces arbres. Parmi les plus connus figurent les champignons bioluminescents et certaines bactéries luminescentes, qui produisent une faible lumière, induisant souvent en erreur et faisant croire que l'arbre est une source de lumière.

Dans le monde des champignons, les scientifiques ont recensé plus de 80 espèces capables de bioluminescence naturelle. Ces espèces sont largement répandues dans de nombreuses zones forestières humides du monde entier, notamment sous les tropiques.

La lumière qu'ils émettent est souvent d'un vert doux, suffisamment visible pour être aperçue dans l'obscurité. Un exemple frappant est le champignon Armillaria mellea, également appelé armillaire couleur de miel. Son mycélium peut pénétrer les racines des arbres ou le bois en décomposition et émettre de la lumière, donnant l'impression que l'arbre entier brille dans le noir.

Au Japon et dans certaines régions d'Asie, l'espèce Mycena chlorophos est réputée pour ses petits fructifications qui émettent une magnifique lumière verte. Par ailleurs, le champignon Panellus stipticus, qui pousse sur le bois pourri en Amérique du Nord et en Europe, est également une espèce à la luminescence assez intense. Le mécanisme de luminescence de ces champignons est similaire à celui des lucioles, reposant sur une réaction chimique entre l'enzyme luciférase et la luciférine, une substance présente dans le champignon.

(Vietnam+)

Source : https://www.vietnamplus.vn/lan-dau-che-tao-thanh-cong-cay-tu-phat-sang-da-sac-trong-bong-toi-post1059868.vnp